雷尼绍XL80激光干涉仪操作手册汇总

XL-80全新轻巧型激光干涉仪测量系统简介
雷尼绍(香港)有限公司
【期刊名称】《上海计量测试》
【年(卷),期】2007(034)005
【摘要】@@ 你只要看一眼Renishaw的新型XL-80激光系统和XC-80补偿器,就会注意到它们比原有的ML10和EC10小了许多.现在,二者总重仅3公斤多一点(包括连接电缆、电源和传感器),比原来减轻了70%.
【总页数】1页(P35)
【作者】雷尼绍(香港)有限公司
【作者单位】无
【正文语种】中文
【相关文献】
1.XL-80全新轻巧型激光干涉仪测量系统 [J], 雷尼绍(上海)贸易有限公司
2.Renishaw的新型XL-80全新轻巧型激光干涉仪测量系统 [J],
3.XL-80全新轻巧型激光干涉仪测量系统 [J],
4.XL-80全新轻巧型激光干涉仪测量系统：便携性强、高性能、使用方便 [J],
5.雷尼绍XL-80全新轻巧型激光干涉仪测量系统 [J],
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雷尼绍激光干涉仪螺距补偿操作说明补偿点坐标（激光仪显示的数值）与机械坐标值一致，从小往大（矢量）‐560到0的方向补一，FANUC ,三菱系列1， 3605 #0 是否使用双向螺距补偿；（选项）2， 3620 每个轴的参考点的螺距误差补偿点号3， 3621 螺距补偿表最小点（螺距补偿表长度与补偿点个数不一定一一对应）4， 3622 螺距补偿表的最大点5， 3623 螺距误差补偿系数(螺距补偿表的数值最大只能输7，当补偿值大 于7时，例如8，就只能将改值改为2，在对应点输入8/2=4)6， 3624 螺距误差补偿点间隔例：加工中心X轴的坐标是从0到1050，Y轴的坐标从0到‐560，Z轴坐标从0到‐560.在FANUC系统中设置参数如下：本例中1000/25=40,即激光干涉仪的补偿表数据输入100~139而对于Y轴与Z轴则与X轴有不同，X轴机械坐标是从0到1050，Y Z轴机械坐标是从0到‐560(550/25=22) 因此补偿起始点是从221（301）开始，激光干涉仪的补偿表就倒过来（从下面往上）补程序：%O0100G01G57G90Y1F3000G4X1.Y0G4X4.M98P0101L21Y-1G4X1.Y1G4X4.M98P0102L21M99%雷尼绍软件误差补偿表格设置如下：测量后误差补偿值如下：补偿前的定位/重复定位曲线：补偿后的曲线：注：此为Z轴实测图，是错位输入：具体操作是将23 的‐2输入螺补的300中，22的‐2输入299中,21的‐2输入298中，21的‐1输到297中，依次类推，最后将25的0输入到277中。

二，西门子雷尼绍软件应设绝对32450 反向间隙32700 螺补生效，在螺补文件执行后更改为1，执行时应为零，否则报警17070.断电重新启动，螺补生效（在诊断的轴信息在绝对补偿值测量系统 1 中可以观察到当前点生效的补偿值。

具体设置如图：该例是ATV35SM 车削加工中心的X轴根据上图设置所产生的补偿表：补偿原理及方法参见西门子简明调试手册。

如何快速进行直线度测量本文以测量水平轴在水平方向的直线度为例，针对雷尼绍XL80激光干涉仪使用直线度镜组进行详细步骤说明。

一，根据被测件位置放置三脚架及激光头尽量将激光头先调整水平小技巧：在室内外温度差别较大时（如：冬天零度以下），建议在激光头第一次预热结束后，关闭激光头大约一分钟左右，再打开激光头进行二次预热，提高激光头稳定性。

二，激光光线准直调整激光光束与被测运动轨迹一致性是直线度测量的基准和依据，前期准直工作没有做好会直接影响后期的测量和结果。

线性反射镜光束通过线性反射镜返回到激光头所以在此建议使用线性反射镜来进行准直工作，通过线性反射镜可以将光束返回到激光头，从而保证调整全过程中，操作者都能直观的看到准直状态，提高准直精度。

小技巧：在行程较长的导轨上，可能因为其行程长偏差大发生无法找到光束的现象，建议先在前面1—2米范围内进行调整，待前段调整完成后再进行后续调整。

三，安装直线度干涉镜待光束准直工作结束后，将线性反射镜换下，首先安装直线度干涉镜安装直线度干涉镜用白点检查光束在干涉镜上的位置是否满足测量要求，光束在干涉镜上的正确位置白点检查完成后，旋转直线度干涉镜，让光束通过小孔到达直线度干涉镜背面光束通过小孔小技巧：因之前已对激光头进行光束准直，所以该步骤只能移动干涉镜的位置，切忌不能对激光头进行调整。

包括后期若要更换直线度测量方向，也只需移动干涉镜位置即可。

四，安装直线度反射镜将直线度反射镜安装在合适的位置，根据镜组类型干涉镜和反射镜两者最靠近处之间需要间隔一段距离，短距离直线度镜组为0.1米，长距离直线度镜组为1米。

长距直线度反射镜放置位置小技巧：可以如上图所示在导轨外部设计延长装置，满足镜组安装要求，测量导轨全程。

还应该尽量保持直线度反射镜放置位置的水平水平放置直线度反射镜使通过干涉镜小孔的光束到达反射镜的中心标记下方，可以使用小纸片等物体帮助观察。

反射镜中心标记注：中心对称很重要，务必调整正确！有必要时多次检查。

镭射干涉仪操作手册手册内容一.RENISHAW 公司简介 1二.镭射干涉仪原理 2(1)波的速度 3(2)干涉量测原理 3(3)镭射干涉仪 4(4)镭射干涉仪一般量测项目 4三.注意事项 5四.镭射干涉仪防止误差及保养 5(1)镭射干涉仪防止误差 5(2)镭射干涉仪保养方法 6五.安全及注意事项 6六.镭射光原理及特性7七.镭射硬件介绍8八.镭射架设流程图15九.定位量测原理及操作16(1)线性定位量测原理16(2)量测方式17十.镭射易发生之人为架设误差20(1)死径误差20(2)余弦误差21(3)阿倍平移误差21 十一.镭射操作之步骤22(1)软件安装之步骤22(2)执行量测软件22(3)定位量测硬件架设之操作23(4)镜组架设前之注意事项24(5)镜组架设之步骤24 十二.定位量测之程序范例29 十三.定位量测之软件操作步骤30 热漂移量测38 快速功能键44 十四.动态软件量测之操作45(1)动态量测硬件之架设45(2)执行量测之软件46(3)位移与时间48(4)速度与时间49(5)加速度与时间50 十五.角度量设之操作52(1)注意事项52(2)镜组架设的种类53(3)镜组架测之步骤54(4)角度量测之软件操作步骤57 十六.RX10旋转轴之量测62(1)说明62(2)硬件配件之介绍62(3)硬件操作之步骤64(4)软件操作之步骤67 十七.直度量测之操作75(1)直度之分类75(2)直度量测之硬件架设75(3)镜组架设之步骤75(4)直度软件之操作步骤80 十八.Z轴直度镜组织架设方法85 十九.垂直度量测之操作89(1)垂直度镜组架设之步骤89(2)软件操作之步骤95 二十.平面度量测之原理与操作101(1)硬设备101(2)操作之原理102(3)镜组架设之步骤102(4)软件操作之步骤110RENISHAW 公司简介RENISHAW为一家英国公司,产品营销全世界,主要产品有三次元量床之测头、测针、BALLBAR循圆测试仪、镭射干涉仪････････等等及产品经NPL(英国国家标准)认证为ISO 9001之合格厂商RENISHAW公司为机器设备制造商提供量测检验系统的仪器,提供各种用于机器精度检定的量测设备进而改善机器的精度RENISHAW XL80 高性能镭射干涉仪是机床、三次元坐标量床及其它定位装置精度校准用的高性能仪器,由于最新电子技术的应用,使其镭射波长非常稳定并保持了低成本高效率的工作流程RENISHAW 产品介绍：镭射干涉仪量测系统循圆测试仪器(BALLBAR)量测系统三次元测头测针系列黏贴式光学尺系列镭射干涉仪量测原理MICHELSON E0 干涉原理两个频率振幅波长相同的镭射光波因相位变化而发生不同程度的干涉a.相长干涉(建设性干涉)b.相消干涉(破坏性干涉)相长干涉相消干涉1.波的速度V＝fλ 若f，λ const . 则V const2.干涉量测原理3.镭射干涉仪：一般镭射干涉仪均为氦氖镭射,其镭射光为红色波长0.6329μm长期稳定误差0.05ppm以下(10个波长相差0.5个波)其优点：a.测量范围大b.简化以往光学仪器结构c.测量速度快缺点：易受大气环境影响因波长常会随温度、气压、湿度而变化(因镭射光以空气为传递介质)4.镭射干涉仪一般量测项目：(一)定位精度、距离量测、重复性(二)速度、加速度、动态量测(三)角度量测：a.垂直方向角度(pitch)b.水平方向角度(yaw)(四)真直度量测：a.垂直方向b.水平方向(五)直角度量测(六)平面度量测(七)平行度量测(八)旋转角度量测注意事项：(1)三脚架置于待测物适当位置,地基稳固不可摇晃及避免人员和机器碰触的地方(2)三脚架之水平气泡调至中央位置固定(3)信号线之插头,红点表示向上,各线接头缺口部份确实吻合方可插入(4)各电源线、信号线连接或拔除时,各仪器需均在OFF状态,否则会对仪器造成伤害(5)给予稳定独立电源,确实不漏电环境中使用(6)短距离量测(50mm内)亦产生余弦误差,先校直度再作定位(6)对焦时避免反射回来的镭射光打在镭射光射出口处(7)镭射先热机稳定后,再做镭射量测(8)操作中确认XC80(环境补偿系统)是监控中,每7秒各侦测一项,以42秒为一次循环(9)镭射干涉仪设备存放地点尽量保持干燥镭射干涉仪防止误差及保养1﹒镭射干涉仪防止误差(1)量测周围环境应尽量避免太阳光直接照射或突然流动的风产生扰流现象(2)装设干涉镜及反射镜在被测机台上时,必须牢固,否则机台移动会造成不可预期的量测误差(3)环境侦测感应器与材料温度感应器是否作动,必须于量测前确实检查,以免造成不必要的误差(4)要获得最佳精度并减少误差,建议遵守下列规定：a﹒在校验环境条件中执行量测b﹒激光束需作确实校直c﹒需注意量测时的周围条件d﹒牢固地装设镜组(3)在量测执行中不可因其它因素而中断,量测必须一次完成检验,若发生量测中断情形,必须重新执行检验2﹒镭射干涉仪保养方法(1)使用时应防止碰撞及震动(2)工作完毕应循操作方法反顺序逐一拆卸并且擦拭干净置回仪器盒内(3)金属平台在使用完后应擦拭干净(4)干涉镜及反射镜片应使用光学镜片专用擦拭纸做圆形回转擦拭(注意严禁使用酒精或具有挥化性及腐蚀性之清洁液擦拭,请干擦,因镜面有镀一层蓝色薄墨,而激光束是靠此薄墨产生折射与反射,如果使用具有挥化性或腐蚀性之清洁液会将此薄墨破坏,如果镜面没有薄墨折射率既减弱而影响光强,且无法再镀上此薄墨,请注意小心使用)(5)应小心搬运尤其对镜片类应有适当防护与防震,暂不用时以干净东西覆盖安全注意事项1.镭射光属二级镭射,建议勿长时间直视镭射光2.镭射预热时可将镭射光闸暂时关闭,镜组对焦时再予以打开3.对焦时尽量避免反射之镭射光打在镭射头的镭射发射出口处,以免镭射造成不良影响4.架设镜组前,先将机器欲测轴全行程来回移动,观察机器移动空间并决定镜组架设位置,当镜组架设至机台后,使用手动慢速移动机器确定移动空间无其它干涉物后,机器才可改为自动移动5.架设或操作镭射干涉仪时,闲杂人等避免靠近,以免拌到电源线或传输线6.确认电压伏特是否正确,并且所使用的电力来源尽量能够独立,并加稳压器.镭射光原理及特性1.光的相关原理光为一种无质量的微粒子(牛顿)光为一种电磁波(马克士威尔)光具有粒子与波动的性质2.光的特性方向性直线性波动性3.波的基本物理量频率f、周期T、振幅A、波长λ、其中波长是长度单位4.何谓镭射光对某种元素施予能量,使其原来稳定的基态(低能阶)变为不稳定的激态(高能阶),元素会由激态(高能阶)释放出能量后变回原来的基态(低能阶) 再释放能量的过程中会产生一种光,我们谓之镭射光5.镭射光之特性A.高单频性：光的频率即是色,高纯频率即是高单色,一般可见光包含红、澄、黄、绿、蓝、靛、紫、频率纯度较低B.高方向性：镭射光配合聚光镜的发散角度非常小,而一般光线其扩散角度都非常大C.高亮度性：其光线亮度比一般光线亮度大数倍(视镭射而定)硬件介绍XL80 镭射头XC80 环境补偿系统8XC80 环境补偿系统插槽示意图夹持器组线性定位量测镜组角度量测镜组Z轴直度量测镜组及附件垂直度量测镜平坦度量测镜组旋转轴量测系统镭射头微调平台重负荷三脚架镭射架设联机流程图1﹒镭射架设及量测流程表15定位量测原理及操作1﹒线性定位量测原理：(一)架设方式：干涉镜不动,移动反射镜反射镜不动,移动干涉镜(二)何谓线性定位精度：CNC机器执行时,程序之坐标点未必是机器的坐标点,程序坐标点为理想值,机器坐标点为实际值,两者之间差为机器的定位精度(三)线性定位误差原因：误差原因可能是导程误差、控制器误差、机器几何误差及震动等原因(四)线性定位量测的目的：量测出机台可能因零件和组装所造成的误差,可利用机器参数补偿或重新组装改进机器加工机精度,确保机器加工的质量(五)镭射干涉仪定位量测发生误差的原因：a﹒空气、温度、湿度、气压等影响b﹒待测物之热膨胀系数c﹒电子误差d﹒死径误差(图一)e﹒阿倍(ABBE)误差(图二)f﹒余弦(COS)误差(图三)g﹒震动误差h﹒镜组热膨胀飘移镭射干涉仪量测数据是以数值方式显示,并没有一般量测时有人为读值判定所产生的误差162﹒量测方式a﹒线性(linear)方式---单向---2次b﹒线性(linear)方式---双向---2次17C﹒朝圣(pilgrim)方式---单向---2次d﹒朝圣(pilgrim)方式---双向---2次18e﹒钟摆(pendulum)方式---单向---2次f﹒钟摆(pendulum)方式---单向---2次镭射架设易发生之误差1﹒死径误差(如图一所示)˙死径误差是一种与使用XC80 自动补偿的线性量测过程中的环境因子变化有关的误差。

雷尼绍激光干涉仪螺距补偿操作说明补偿点坐标（激光仪显示的数值）与机械坐标值一致，从小往大（矢量）‐560到0的方向补一，FANUC ,三菱系列1， 3605 #0 是否使用双向螺距补偿；（选项）2， 3620 每个轴的参考点的螺距误差补偿点号3， 3621 螺距补偿表最小点（螺距补偿表长度与补偿点个数不一定一一对应）4， 3622 螺距补偿表的最大点5， 3623 螺距误差补偿系数(螺距补偿表的数值最大只能输7，当补偿值大 于7时，例如8，就只能将改值改为2，在对应点输入8/2=4)6， 3624 螺距误差补偿点间隔例：加工中心X轴的坐标是从0到1050，Y轴的坐标从0到‐560，Z轴坐标从0到‐560.在FANUC系统中设置参数如下：本例中1000/25=40,即激光干涉仪的补偿表数据输入100~139而对于Y轴与Z轴则与X轴有不同，X轴机械坐标是从0到1050，Y Z轴机械坐标是从0到‐560(550/25=22) 因此补偿起始点是从221（301）开始，激光干涉仪的补偿表就倒过来（从下面往上）补程序：%O0100G01G57G90Y1F3000G4X1.Y0G4X4.M98P0101L21Y-1G4X1.Y1G4X4.M98P0102L21M99%雷尼绍软件误差补偿表格设置如下：测量后误差补偿值如下：补偿前的定位/重复定位曲线：补偿后的曲线：注：此为Z轴实测图，是错位输入：具体操作是将23 的‐2输入螺补的300中，22的‐2输入299中,21的‐2输入298中，21的‐1输到297中，依次类推，最后将25的0输入到277中。

二，西门子雷尼绍软件应设绝对32450 反向间隙32700 螺补生效，在螺补文件执行后更改为1，执行时应为零，否则报警17070.断电重新启动，螺补生效（在诊断的轴信息在绝对补偿值测量系统 1 中可以观察到当前点生效的补偿值。

具体设置如图：该例是ATV35SM 车削加工中心的X轴根据上图设置所产生的补偿表：补偿原理及方法参见西门子简明调试手册。

雷尼绍XL80对光方法介绍一，激光干涉仪测试直线轴所需要的主要部件：（按照架设顺序来）1，激光支架2，激光仪本体3，数据线（激光仪——电脑）4，数据线（激光仪——数据收集器）5，数据收集器+安装磁块6，温度、压力传感器（连接到数据收集器上）7，镜架*28，干涉镜、反射镜9，水平仪二，激光架设的步骤：1，开动机床，在保证激光不被机床碰到的情况下，激光仪应离机床越近越好（便于以后对光）2，放好支架，大体判断镜子所需架设的高度，然后调整支架至合格位置。

各个活动部件都要锁死（除高度调节以外的）3，将激光仪安装至支架，激光仪下有锁扣，扣死。

使用水平仪，通过调整支架使激光仪达到水平状态（相当重要！！！）4，将激光仪各个微调螺母调制中间位置（便于以后微调）5，连接激光仪电源、数据线、数据收集器、传感器、电脑等，打开激光仪电源使激光仪预热（正常需5分钟）6，架镜子过程：（遵循干涉镜不动，反射镜随机床动)a.将机床擦拭干净并将机床开到合适位置，被测量轴工作台需要开到极限位置（最靠近激光仪的一侧）b.先架干涉镜，可通过不同的组装方法使光线的反射方向不同（便于那些不方便直线架设激光仪的，可以采取90度架设）。

干涉仪一般吸附在主轴上，如不方便可吸附在主轴箱上。

在干涉仪上放置水平仪调整干涉镜至水平（非常重要！！！）c.架设反射镜，调整高度和干涉镜相同就行，先放到一边7，对光过程：a.激光仪光头旋转至小光圈，将光线调整至射入干涉镜（通过调整架子位置，高度）这时需要看的是激光仪上主光点应在对光圆圈的中点，副光点应和主光点在同一竖直线上。

如果达不到这个要求，继续通过调整架子角度，激光仪高度等，使符合要求（这一步至关重要）b.将反射镜与干涉镜对齐，通过观察对光圆圈上第二主光点的位置来左右，偏摆移动反射镜，使对光圆圈上的两个主光点完全重合，切都处于对光圆圈的中心。

转动光头，观察激光仪上5个灯是否全亮，不亮就继续手动调整反射镜，直至5个灯全亮。

激光干涉仪操作规程1、本规程适用范围适用于专职从事激光干涉仪测量工作的作业指导。

2、作业目的2.1 对仪器设备操作人员的具体操作进行正确的理论指导；2.2 对该仪器设备操作的初学人员的培训提供正确的指导规范；3、作业前的准备3.1 熟悉激光干涉仪的正确操作步骤；3.2 检查激光干涉仪机箱中的各个部件、相关配套装置和所需工具是否齐全；4、作业过程4.1 三脚架安装。

将三脚架从箱中取出，三条支撑腿撑开，中间一节拉出、旋紧，放在被测元素前方平整位置，如地面不平，将地面进行处理。

用钥匙打开仪器箱，从机箱中取出云台自锁螺母旋到三脚架上。

4.2 XL-80激光头的安装、调整。

4.2.1 用右手拇指与其余四指分开，正确抓住XL-80激光头，左手配合将激光头和云台从机箱中取出，左手将云台下方自锁手柄推到松开位置后，置于三脚架的云台自锁螺母上，慢慢转动激光头，使自锁手柄与云台自锁螺母正确结合，锁紧手柄自锁。

要求：激光头射出的光束应与被测元素相对运动方向平行或一致。

4.2.2 释放云台所有旋紧螺钉，使云台各方向行程处于中间位置，锁紧4.2.3 从机箱中拿出微型水平仪，置于激光头中间位置，通过三脚架调节激光头的整体水平。

4.3 预热激光头。

从机箱中取出激光头电源线和一条XL-LC XC USB电缆组件数据线，将其正确插入相应接口，电源插头插入电源，数据线另一端口插入电脑USB接口。

打开电源开关，激光头进入预热状态。

将激光头的镜头光闸旋转到找正光源状态位置。

激光头发射出激光束，但此时的激光束是频闪不稳定状态。

4.4安装补偿单元：4.4.1 从箱中取出强磁力吸盘，将其安装在被测元素固定部位处（安装时注意安全，防止吸盘磁力夹手）。

4.4.2取出材料温度传感器（M）和空气温度传感器（A）；4.4.3将材料温度传感器（M）带有传感器一端通过永磁体固定到被测元素的被测材料上，另一端接口通过XC-80补偿器的第二、第三或第四个接口与XC-80补偿器相连接，接口插孔一定要正确对正再慢慢旋入。

雷尼绍中文说明书 山善（上海）贸易有限公司技术部一. 雷尼绍测头的标定:测头标定是矫正测头球相对主轴中心线的偏差和测头的长度误差以及探针球的半径误差。

1在以下几种情况下需要标定测头: a 第一次使用测头时。

b 测头上安装了新的探针。

c 怀疑探针弯曲或测头发生碰撞时。

d 周期性地进行标定以补偿机床的机械变化误差。

e 如果测头柄的重新定位的重复性差。

2 将已知内孔经的Master （随测头一起标定用的标准块）置于工作台且靠近主轴的一边。

a. 如图一所示用千分表将Master 沿着X 方向拉平后水平的固定在台 面上;b. 用千分表找正Master标位置(将其置于G54X- Y-中）; c.在主轴上安装验棒(Testbar),移动 Z 轴并用块规测量master 的位置如图二所示 d.使w 轴在原点位置，譬如 Testbar 长度=350.311mm块规长度=30.00mm此时Z轴机械坐标为-1148.291mm （图一）（图二） e.设定标定时用的工件坐标系Z=-1148.291+(-30.0)+（-350.311）=-1528.602mm(将其置于G54Z--)f.执行T1M06(因为预先设定T01为测头专用)；g.将测头安装到主轴上,擦干净测球并用千分表测量测球的跳动，如果跳动大需要重新调整（测头柄上四个方向均有调整螺丝）；h.测头每次安装到主轴孔内时必须一致即不能旋转180度再安装,为了避免误差;3.完整标定测头需要O9801、O9802及其O9803或者O9804程序 标定程序依次说明:1．(O9801)测头长度的标定:格式如下:G65P9801Zz Tt;例题:在G54工件坐标系中设置X、Y、Z的值;O0001G90G80G40G0G54X0Y0G43H01Z100. (因测头通常设定为T01,激活1号补正,定位到100mm处) G65P9832 (旋转开启测头包含主轴定位)G65P9810Z10.F3000(保护定位移动)G65P9801Z0T1 (Z向标定,T1表示刀补号码)G65P9810Z100 (保护定位移动到Z100.0处)G65P9833 (旋转关闭测头)G28Z100. (参考点返回)H00 (取消刀补)M302(O9802)标定探针的X、Y方向偏心:格式:G65P9802Dd Zz上述D是表示标准块的内径值，当使用凸台标定时要使用Zz，省略时表示用孔来标定。

基于激光干涉仪的CA6140机床精度测量实验一、实验目的与要求1.了解雷尼绍XL-80激光干涉仪的工作原理；2.掌握雷尼绍XL-80激光干涉仪的的使用方法；3.掌握普通机床Z轴定位精度、重复定位精度的测量方法；4.掌握普通机床定位误差数据的处理方法。

二、实验仪器与设备1.雷尼绍XL-80激光干涉仪一台；2.CA6140机床一台。

三、实验原理图1 线性定位精度测量原理图来自XL-80激光头的光束进入线性干涉镜，在此光束被分成两束。

一束光（称为参考光束）被引向装在分光镜上的反射镜，另一束光（测量光束）则穿过分光镜到达第二个反射镜。

然后，两束光都被反射回分光镜，在此它们重新组合并被导回到激光头，激光头内的探测器监测两束光之间的干涉。

一般在线性测量过程中，一个光学组件保持静止不动，另一个光学组件沿线性轴移动。

通过监测测量光束和参考光束之间的光路差异的变化，产生定位精度测量值（注意，它是两个光学组件之间的差异测量值，与XL激光头的位置无关）。

此测量值可以与理想位置比较，获得机床的精度误差。

四、实验步骤图2 定位精度测量示意图1.光路搭建（1）开动机床，在保证激光不被机床碰到的情况下，激光干涉仪应离机床越近越好（便于对光）。

（2）放好支架，大体判断镜子所需架设的高度，然后调整支架至合格位置。

各个活动部件都要锁死。

（3）将激光干涉仪安装至支架，激光干涉仪下有锁扣，扣死。

使用水平仪，通过调整支架使激光干涉仪达到水平状态。

（4）将激光干涉仪各个微调螺母调制中间位置（便于以后微调）。

（5）连接激光干涉仪电源、数据线、数据收集器、传感器、电脑等，打开激光干涉仪电源使激光干涉仪预热，等激光指示灯出现绿色后，表明激光已稳定（正常需5分钟）。

（6）架镜子：遵循干涉镜不动，反射镜随机床动a.将机床擦拭干净并将机床开到合适位置，被测量轴工作台需要开到极限位置（最靠近激光仪的一侧）。

b.先架干涉镜，将干涉镜用安装杆、磁性表座固定在机床不可运动部件或其它固定部件上。

镭射干涉仪操作手册手册内容一.RENISHAW 公司简介 1二.镭射干涉仪原理 2(1)波的速度 3(2)干涉量测原理 3(3)镭射干涉仪 4(4)镭射干涉仪一般量测项目 4三.注意事项 5四.镭射干涉仪防止误差及保养 5(1)镭射干涉仪防止误差 5(2)镭射干涉仪保养方法 6五.安全及注意事项 6六.镭射光原理及特性7七.镭射硬件介绍8八.镭射架设流程图15九.定位量测原理及操作16(1)线性定位量测原理16(2)量测方式17十.镭射易发生之人为架设误差20(1)死径误差20(2)余弦误差21(3)阿倍平移误差21 十一.镭射操作之步骤22(1)软件安装之步骤22(2)执行量测软件22(3)定位量测硬件架设之操作23(4)镜组架设前之注意事项24(5)镜组架设之步骤24 十二.定位量测之程序范例29 十三.定位量测之软件操作步骤30 热漂移量测38 快速功能键44 十四.动态软件量测之操作45(1)动态量测硬件之架设45(2)执行量测之软件46(3)位移与时间48(4)速度与时间49(5)加速度与时间50 十五.角度量设之操作52(1)注意事项52(2)镜组架设的种类53(3)镜组架测之步骤54(4)角度量测之软件操作步骤57 十六.RX10旋转轴之量测62(1)说明62(2)硬件配件之介绍62(3)硬件操作之步骤64(4)软件操作之步骤67 十七.直度量测之操作75(1)直度之分类75(2)直度量测之硬件架设75(3)镜组架设之步骤75(4)直度软件之操作步骤80 十八.Z轴直度镜组织架设方法85 十九.垂直度量测之操作89(1)垂直度镜组架设之步骤89(2)软件操作之步骤95 二十.平面度量测之原理与操作101(1)硬设备101(2)操作之原理102(3)镜组架设之步骤102(4)软件操作之步骤110。

雷尼绍XL80激光干涉仪操作手册汇总镭射干涉仪原理镭射干涉仪是利用光的干涉原理来进行测量的仪器。

其原理包括波的速度、干涉量测原理和镭射干涉仪的概念。

通过镭射干涉仪进行量测可以得到高精度的数据。

注意事项在使用镭射干涉仪时，需要注意一些事项，以保证测量的准确性。

例如，需要避免震动和光源的干扰。

同时，还需要注意仪器的保养和维护。

镭射干涉仪防止误差及保养为了保证镭射干涉仪的测量准确性，需要注意防止误差的产生。

其中包括死径误差、余弦误差和阿倍平移误差等。

此外，还需要进行仪器的保养和维护，以延长其使用寿命。

安全及注意事项在使用镭射干涉仪时，需要注意安全问题。

例如，需要避免直接观察镭射光线，以免对眼睛造成伤害。

同时，还需要注意仪器的保护，避免损坏。

镭射光原理及特性镭射光具有高度的单色性和相干性，可以用于进行高精度的测量。

镭射光的特性还包括方向性、激光功率密度大等。

镭射硬件介绍镭射干涉仪的硬件包括光学元件、探测器等部分。

其中，镜组是非常重要的部分，需要进行精确的架设。

此外，还需要注意光源的选择和调节。

定位量测原理及操作定位量测原理包括线性定位量测原理和量测方式。

在进行定位量测时，需要注意仪器的硬件架设和软件操作。

其中，线性定位量测原理是常用的一种方法。

镭射易发生之人为架设误差在进行镭射干涉仪的架设时，容易发生人为误差。

其中包括死径误差、余弦误差和阿倍平移误差等。

需要注意这些误差的产生，并进行相应的纠正。

镭射操作之步骤在进行镭射干涉仪的操作时，需要遵循一定的步骤。

包括软件安装、执行量测软件、定位量测硬件架设之操作、镜组架设前之注意事项和镜组架设之步骤等。

定位量测之程序范例定位量测的程序范例可以帮助用户更好地了解仪器的使用方法。

通过程序范例的研究，可以更加熟练地掌握仪器的操作技巧。

定位量测之软件操作步骤在进行定位量测时，软件操作也是非常重要的一部分。

需要注意软件的安装和使用方法，以保证测量的准确性。

热漂移量测热漂移量测是一种常见的测量方法，可以用于测量物体在温度变化下的形变情况。

镭射干涉仪操作手册手册内容一.RENISHAW 公司简介 1二.镭射干涉仪原理 2(1)波的速度 3(2)干涉量测原理 3(3)镭射干涉仪 4(4)镭射干涉仪一般量测项目 4三.注意事项 5四.镭射干涉仪防止误差及保养 5(1)镭射干涉仪防止误差 5(2)镭射干涉仪保养方法 6五.安全及注意事项 6六.镭射光原理及特性7七.镭射硬件介绍8八.镭射架设流程图15九.定位量测原理及操作16(1)线性定位量测原理16(2)量测方式17十.镭射易发生之人为架设误差20(1)死径误差20(2)余弦误差21(3)阿倍平移误差21 十一.镭射操作之步骤22(1)软件安装之步骤22(2)执行量测软件22(3)定位量测硬件架设之操作23(4)镜组架设前之注意事项24(5)镜组架设之步骤24 十二.定位量测之程序范例29 十三.定位量测之软件操作步骤30 热漂移量测38 快速功能键44 十四.动态软件量测之操作45(1)动态量测硬件之架设45(2)执行量测之软件46(3)位移与时间48(4)速度与时间49(5)加速度与时间50 十五.角度量设之操作52(1)注意事项52(2)镜组架设的种类53(3)镜组架测之步骤54(4)角度量测之软件操作步骤57 十六.RX10旋转轴之量测62(1)说明62(2)硬件配件之介绍62(3)硬件操作之步骤64(4)软件操作之步骤67 十七.直度量测之操作75(1)直度之分类75(2)直度量测之硬件架设75(3)镜组架设之步骤75(4)直度软件之操作步骤80 十八.Z轴直度镜组织架设方法85 十九.垂直度量测之操作89(1)垂直度镜组架设之步骤89(2)软件操作之步骤95 二十.平面度量测之原理与操作101(1)硬设备101(2)操作之原理102(3)镜组架设之步骤102(4)软件操作之步骤110RENISHAW 公司简介RENISHAW为一家英国公司,产品营销全世界,主要产品有三次元量床之测头、测针、BALLBAR循圆测试仪、镭射干涉仪････････等等及产品经NPL(英国国家标准)认证为ISO 9001之合格厂商RENISHAW公司为机器设备制造商提供量测检验系统的仪器,提供各种用于机器精度检定的量测设备进而改善机器的精度RENISHAW XL80 高性能镭射干涉仪是机床、三次元坐标量床及其它定位装置精度校准用的高性能仪器,由于最新电子技术的应用,使其镭射波长非常稳定并保持了低成本高效率的工作流程RENISHAW 产品介绍：镭射干涉仪量测系统循圆测试仪器(BALLBAR)量测系统三次元测头测针系列黏贴式光学尺系列镭射干涉仪量测原理MICHELSON E0 干涉原理两个频率振幅波长相同的镭射光波因相位变化而发生不同程度的干涉a.相长干涉(建设性干涉)b.相消干涉(破坏性干涉)相长干涉相消干涉1.波的速度V＝fλ 若f，λ const . 则V const 2.干涉量测原理3.镭射干涉仪：一般镭射干涉仪均为氦氖镭射,其镭射光为红色波长0.6329μm长期稳定误差0.05ppm以下(10个波长相差0.5个波)其优点：a.测量范围大b.简化以往光学仪器结构c.测量速度快缺点：易受大气环境影响因波长常会随温度、气压、湿度而变化(因镭射光以空气为传递介质)4.镭射干涉仪一般量测项目：(一)定位精度、距离量测、重复性(二)速度、加速度、动态量测(三)角度量测：a.垂直方向角度(pitch)b.水平方向角度(yaw)(四)真直度量测：a.垂直方向b.水平方向(五)直角度量测(六)平面度量测(七)平行度量测(八)旋转角度量测注意事项：(1)三脚架置于待测物适当位置,地基稳固不可摇晃及避免人员和机器碰触的地方(2)三脚架之水平气泡调至中央位置固定(3)信号线之插头,红点表示向上,各线接头缺口部份确实吻合方可插入(4)各电源线、信号线连接或拔除时,各仪器需均在OFF状态,否则会对仪器造成伤害(5)给予稳定独立电源,确实不漏电环境中使用(6)短距离量测(50mm内)亦产生余弦误差,先校直度再作定位(6)对焦时避免反射回来的镭射光打在镭射光射出口处(7)镭射先热机稳定后,再做镭射量测(8)操作中确认XC80(环境补偿系统)是监控中,每7秒各侦测一项,以42秒为一次循环(9)镭射干涉仪设备存放地点尽量保持干燥镭射干涉仪防止误差及保养1﹒镭射干涉仪防止误差(1)量测周围环境应尽量避免太阳光直接照射或突然流动的风产生扰流现象(2)装设干涉镜及反射镜在被测机台上时,必须牢固,否则机台移动会造成不可预期的量测误差(3)环境侦测感应器与材料温度感应器是否作动,必须于量测前确实检查,以免造成不必要的误差(4)要获得最佳精度并减少误差,建议遵守下列规定：a﹒在校验环境条件中执行量测b﹒激光束需作确实校直c﹒需注意量测时的周围条件d﹒牢固地装设镜组(3)在量测执行中不可因其它因素而中断,量测必须一次完成检验,若发生量测中断情形,必须重新执行检验2﹒镭射干涉仪保养方法(1)使用时应防止碰撞及震动(2)工作完毕应循操作方法反顺序逐一拆卸并且擦拭干净置回仪器盒内(3)金属平台在使用完后应擦拭干净(4)干涉镜及反射镜片应使用光学镜片专用擦拭纸做圆形回转擦拭(注意严禁使用酒精或具有挥化性及腐蚀性之清洁液擦拭,请干擦,因镜面有镀一层蓝色薄墨,而激光束是靠此薄墨产生折射与反射,如果使用具有挥化性或腐蚀性之清洁液会将此薄墨破坏,如果镜面没有薄墨折射率既减弱而影响光强,且无法再镀上此薄墨,请注意小心使用)(5)应小心搬运尤其对镜片类应有适当防护与防震,暂不用时以干净东西覆盖安全注意事项1.镭射光属二级镭射,建议勿长时间直视镭射光2.镭射预热时可将镭射光闸暂时关闭,镜组对焦时再予以打开3.对焦时尽量避免反射之镭射光打在镭射头的镭射发射出口处,以免镭射造成不良影响4.架设镜组前,先将机器欲测轴全行程来回移动,观察机器移动空间并决定镜组架设位置,当镜组架设至机台后,使用手动慢速移动机器确定移动空间无其它干涉物后,机器才可改为自动移动5.架设或操作镭射干涉仪时,闲杂人等避免靠近,以免拌到电源线或传输线6.确认电压伏特是否正确,并且所使用的电力来源尽量能够独立,并加稳压器.镭射光原理及特性1.光的相关原理光为一种无质量的微粒子(牛顿)光为一种电磁波(马克士威尔)光具有粒子与波动的性质2.光的特性方向性直线性波动性3.波的基本物理量频率f、周期T、振幅A、波长λ、其中波长是长度单位4.何谓镭射光对某种元素施予能量,使其原来稳定的基态(低能阶)变为不稳定的激态(高能阶),元素会由激态(高能阶)释放出能量后变回原来的基态(低能阶) 再释放能量的过程中会产生一种光,我们谓之镭射光5.镭射光之特性A.高单频性：光的频率即是色,高纯频率即是高单色,一般可见光包含红、澄、黄、绿、蓝、靛、紫、频率纯度较低B.高方向性：镭射光配合聚光镜的发散角度非常小,而一般光线其扩散角度都非常大C.高亮度性：其光线亮度比一般光线亮度大数倍(视镭射而定)硬件介绍XL80 镭射头XC80 环境补偿系统8XC80 环境补偿系统插槽示意图夹持器组线性定位量测镜组角度量测镜组Z轴直度量测镜组及附件垂直度量测镜平坦度量测镜组旋转轴量测系统镭射头微调平台重负荷三脚架镭射架设联机流程图1﹒镭射架设及量测流程表15定位量测原理及操作1﹒线性定位量测原理：(一)架设方式：干涉镜不动,移动反射镜反射镜不动,移动干涉镜(二)何谓线性定位精度：CNC机器执行时,程序之坐标点未必是机器的坐标点,程序坐标点为理想值,机器坐标点为实际值,两者之间差为机器的定位精度(三)线性定位误差原因：误差原因可能是导程误差、控制器误差、机器几何误差及震动等原因(四)线性定位量测的目的：量测出机台可能因零件和组装所造成的误差,可利用机器参数补偿或重新组装改进机器加工机精度,确保机器加工的质量(五)镭射干涉仪定位量测发生误差的原因：a﹒空气、温度、湿度、气压等影响b﹒待测物之热膨胀系数c﹒电子误差d﹒死径误差(图一)e﹒阿倍(ABBE)误差(图二)f﹒余弦(COS)误差(图三)g﹒震动误差h﹒镜组热膨胀飘移镭射干涉仪量测数据是以数值方式显示,并没有一般量测时有人为读值判定所产生的误差162﹒量测方式a﹒线性(linear)方式---单向---2次b﹒线性(linear)方式---双向---2次17C﹒朝圣(pilgrim)方式---单向---2次d﹒朝圣(pilgrim)方式---双向---2次18 e﹒钟摆(pendulum)方式---单向---2次f﹒钟摆(pendulum)方式---单向---2次镭射架设易发生之误差1﹒死径误差(如图一所示)˙死径误差是一种与使用XC80 自动补偿的线性量测过程中的环境因子变化有关的误差。

一、本次我们主要研究：如何检测机床的螺距误差。

因此我们主要的任务在于：1.应该使用什么仪器进行测量2.怎么使用测量仪器3.怎么进行数据分析4.怎么将测量所得的数据输入对应的数控系统二、根据第一点的要求，我们选择的仪器为：Renishaw 激光器测量系统，此仪器检测的范围包括：1.线性测量2.角度测量3.平面度测量4.直线度测量5.垂直度测量6.平行度测量线性测量：是激光器最常见的一种测量。

激光器系统会比较轴位置数显上的读数位置与激光器系统测量的实际位置，以测量线性定位精度及重复性。

三、根据第二点的解释，线性测量正符合我们检测螺距误差的要求。

因此，我们此次使用的检测方法——线性测量。

总结以上我们的核心在于：如何操作Renishaw 激光器测量系统结合线性测量的方法进行检测，之后将检测得到的数据进行分析，最后将分析得到的数据存放到数控系统中。

这样做的目的在于——提高机床的精度。

第二章、基础知识2.1 什么是螺距误差？开环和半闭环数控机床的定位精度主要取决于高精度的滚珠丝杠。

但丝杠总有一定螺距误差，因此在加工过程中会造成零件的外形轮廓偏差。

由上面的原因可以得知：螺距误差是指由螺距累积误差引起的常值系统性定位误差。

2.2 为什么要检测螺距误差？根据2.1节，检测螺距误差是为了减少加工过程中造成零件的外形轮廓偏差，即提高机床的精度。

2.3 怎么检测螺距误差？（1）安装高精度位移检测装置。

（2）编制简单的程序，在整个行程中顺序定位于一些位置点上。

所选点的数目及距离则受数控系统的限制。

（3）记录运动到这些点的实际精确位置。

（4）将各点处的误差标出，形成不同指令位置处的误差表。

（5）多次测量，取平均值。

（6）将该表输入数控系统，数控系统将按此表进行补偿。

2.4 什么是增量型误差、绝对型误差？①增量型误差增量型误差是指：以被补偿轴上相邻两个补偿点间的误差差值为依据来进行补偿②绝对型误差绝对型是误差是指：以被补偿轴上各个补偿点的绝对误差值为依据来进行补偿2.5 螺距误差补偿的原理是什么？螺距误差补偿的基本原理就是将数控机床某轴上的指令位置与高精度位置测量系统所测得的实际位置相比较，计算出在数控加工全行程上的误差分布曲线，再将误差以表格的形式输入数控系统中。